預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測與加固技術(shù)研究

盧光 張舒

摘? 要：近年來，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢在公路橋梁工程領(lǐng)域中日漸凸顯，在工程結(jié)構(gòu)中人們越來越傾向于采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁工程而言，各種檢測技術(shù)的應(yīng)用可以有效獲得預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中存在的問題，進(jìn)一步改善橋梁的使用性能。但預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的檢測加固技術(shù)在橋梁工程中應(yīng)用尚存在很多技術(shù)難題，未來還需要加大技術(shù)創(chuàng)新?；诖耍疚闹攸c探析了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測和加固技術(shù)的應(yīng)用，對橋梁結(jié)構(gòu)性能的評估與養(yǎng)護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁;檢測;加固技術(shù)

中圖分類號：U445? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2021）01-0000-00

橋梁工程作為我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施，由于各類橋梁工程存在結(jié)構(gòu)差異，使得在施工過程中的技術(shù)要求也有所不同。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在當(dāng)下的很多橋梁工程中應(yīng)用非常多，雖然在一定程度上克服了傳統(tǒng)的技術(shù)限制，優(yōu)化了橋梁結(jié)構(gòu)性能，但在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力進(jìn)行橋梁加固時需注意的技術(shù)要點非常多，工程企業(yè)在開展施工建設(shè)的過程中，應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)特點和要求，選擇最為恰當(dāng)?shù)臋z測和加固技術(shù)。

1預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)特點

1.1抗裂性與剛度強(qiáng)

對于常規(guī)的混凝土結(jié)構(gòu)而言，在使用一段時間以后可能會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，結(jié)構(gòu)性能大大降低，降低了工程結(jié)構(gòu)的使用安全。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因分析，主要是由于內(nèi)部鋼筋在巨大的剪力作用下產(chǎn)生了變形現(xiàn)象而造成的。而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的性能非常好，尤其是抗裂性和剛度較好，在施工過程中，通過在相應(yīng)構(gòu)件上施加一定的預(yù)應(yīng)力，使得混凝土結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力得到了有效的控制[1]。

1.2高耐久性

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)還兼具高耐久性的特征，當(dāng)前的城市化發(fā)展中，道路與橋梁工程中預(yù)應(yīng)力技術(shù)成為了新型的結(jié)構(gòu)技術(shù)，尤其是在橋梁工程中通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合，橋梁結(jié)構(gòu)的承載重力得以減小，橋梁具有了更好的抗壓能力，這一性能的優(yōu)化對于減少橋梁構(gòu)件表面裂縫非常有效。

1.3良好的抗?jié)B性和抗震性能

在橋梁工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，還能夠發(fā)揮這一技術(shù)的抗?jié)B性和抗震性優(yōu)勢，因為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有高收縮性能，橋梁在使用時出現(xiàn)質(zhì)量問題的幾率相對較低。與一般的混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)下可以更好地適應(yīng)惡劣天氣的溫度等氣候變化，且滲漏威脅相對較小。

2預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測2.1局部破損檢測的技術(shù)

局部破損檢測在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測方面非常有效，但需要借助于專門的儀器設(shè)備來完成，通過專業(yè)的檢測儀器，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部開展損傷探測，經(jīng)由檢測結(jié)果的詳細(xì)分析，也就可以更為準(zhǔn)確地掌握在構(gòu)件方面的質(zhì)量缺陷。通常情況下，局部破損檢測包含了預(yù)應(yīng)力筋檢測和應(yīng)力釋放檢測，利用前一種檢測方法時，需在預(yù)應(yīng)力上進(jìn)行相應(yīng)傳感器的安裝，利用傳感器來進(jìn)行相應(yīng)的信息采集，比如，粘貼光纖傳感器，但這一檢測方法應(yīng)用時，因為孔道內(nèi)部存在摩擦或者擠壓情況，導(dǎo)致檢測結(jié)果與實際存在較大的偏差;應(yīng)力釋放檢測時，通過機(jī)械切割可以對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)問題加以全面分析，使得受到約束的應(yīng)力能得以有效釋放[2]。

2.2無損檢測技術(shù)

2.2.1電磁效應(yīng)檢測法

渦流檢測、側(cè)漏檢測和磁粉檢測均屬于電磁效應(yīng)檢測法，在利用電磁效應(yīng)檢測法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測時，重點是要對磁場變化開展分析，一旦預(yù)應(yīng)力筋的實際應(yīng)力出現(xiàn)動態(tài)變化，物體體積也隨之同步變化，此時，在原本磁通路的實際面積、磁通量都將變化[3]。利用電磁效應(yīng)檢測法開展相應(yīng)檢測時，檢測的效率相對較高，在非常短的時間內(nèi)就可以獲得應(yīng)力變化的情況。但電磁效應(yīng)檢測法下同樣存在著一定的不足，尤其是檢測精度難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，且檢測數(shù)值的標(biāo)定難度較大。在利用電磁效應(yīng)檢測法開展檢測工作時，鐵磁材料必不可少，檢測工作進(jìn)行時有時會受到材料的影響。

2.2.2超聲波檢測法

超聲波檢測法更適用于非破損檢測，檢測結(jié)果的獲取需利用超聲波來實現(xiàn)，超聲波在混凝土內(nèi)部傳播時，因為相應(yīng)的參數(shù)會發(fā)生一定的變化，通過對這些參數(shù)變化情況的了解，也就可以進(jìn)一步判定混凝土的結(jié)構(gòu)缺陷?；炷敛牧系念w粒小、密度高、分布較為均勻，超聲波傳播的過程中較為均勻、檢測工作開展時，混凝土波速與抗壓強(qiáng)度之間存在著緊密的聯(lián)系，通過這種關(guān)聯(lián)關(guān)系的把控，也就可以進(jìn)一步準(zhǔn)確判斷出混凝土缺陷的類型和位置[4]。

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中的超聲波檢測中，同樣可以得到混凝土內(nèi)部裂縫的實際深度等參數(shù)，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的獲取，也就可以更為清晰地了解結(jié)構(gòu)本身的耐久性，進(jìn)而來制定有效的結(jié)構(gòu)處理策略。在裂縫深度的檢測中，將發(fā)射探頭和接收探頭都放到混凝土統(tǒng)一結(jié)構(gòu)面的裂縫周圍，其檢測計算如下，根據(jù)計算結(jié)果就可以進(jìn)一步掌握裂縫的深度值。

上式中，dα表示的是裂縫寬度，t1和t10分別代表的是沒有跨縫平測時的聲時值、跨縫平測時的聲測值，L為沒有跨縫平測時的傳播距離。

3預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的加固方法

預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁檢測完成后，可根據(jù)病害的嚴(yán)重程度和不同部位采用不同的加固方法。

3.1表面封閉法

當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土只出現(xiàn)非受力裂縫時，可采用表面封閉法。表面封閉法雖然是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)加固中的有效手段，但在具體的應(yīng)用中卻有著不同的類型。根據(jù)當(dāng)下表面封閉加固法的應(yīng)用，具體包含了以下幾種：（1）表面涂抹法。在一些小寬度裂縫處理中非常有效，利用樹脂材料對裂縫部位加以涂抹，實現(xiàn)加固處理。一旦原有裂縫寬度發(fā)生了變化，可以使用焦油環(huán)氧樹脂材料，來適應(yīng)裂縫變化所造成的結(jié)構(gòu)問題。當(dāng)橋梁中的裂縫數(shù)量多、分布密集時，利用表面涂抹法加以加固處理時，一般要開展大面積的涂抹。（2）針對槽口裂縫或者V型裂縫，在加固處理時選用充填修補(bǔ)法更為有效。如果裂縫深度過大，常規(guī)的表面涂抹法難以達(dá)到加固處理的效果，一般應(yīng)利用充填修補(bǔ)法，在裂縫表面鑿出V型槽口，將樹脂砂漿填入槽口中[5]。

3.2碳纖維粘貼加固法

橋梁工程中混凝土粘貼碳纖維可以有效對橋梁結(jié)構(gòu)起到重要的加固作用，提高橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。具體的實施中，在橋梁表面結(jié)構(gòu)中粘貼高強(qiáng)度碳纖維材料，因為碳纖維材料的性能穩(wěn)定、質(zhì)量輕，在基本維持橋梁原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，有效保障了加固效果。

3.3鋼板粘貼加固法

當(dāng)下的很多橋梁工程中，人們會利用鋼板粘貼的方式來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，延長橋梁的使用壽命。因為橋梁結(jié)構(gòu)中多以混凝土構(gòu)件為主，在利用鋼板粘貼加固法開展結(jié)構(gòu)改進(jìn)時，主要利用的是高性能環(huán)氧類粘結(jié)劑，將這種材料直接粘貼在相應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面以后，也就改變了構(gòu)件原有的結(jié)構(gòu)性能。與其他的加固技術(shù)相比，鋼板粘貼加固法的技術(shù)原理、操作都更為便捷，一般只需要經(jīng)過表面清理、錨栓埋設(shè)、粘結(jié)劑涂抹、鋼板貼合就可實現(xiàn)。具體的加固處理中，應(yīng)安排專人將混凝土構(gòu)件表層鑿開2～8mm，露出構(gòu)件骨料，利用植筋方式保障錨栓埋設(shè)的合理性，且不同錨栓之間的距離應(yīng)適當(dāng)控制。因為粘結(jié)劑在涂抹時的效果可能會受到構(gòu)件表面灰塵等的影響，需利用高壓風(fēng)來進(jìn)行表面鐵銹等的清除，在雜物完全清理干凈以后，再進(jìn)入粘結(jié)劑的涂抹階段，鋼板粘貼一般應(yīng)從鋼板邊緣來開展，在粘貼作業(yè)完成以后，利用木錘反復(fù)敲擊，保障貼合度。

3.4增大截面法

部分橋梁的養(yǎng)護(hù)和維修作業(yè)中，針對一些結(jié)構(gòu)性問題的處理，在有操作空間和允許壓縮凈空或凈高的情況下，增大截面法的應(yīng)用效果極為理想。具體的實施中，在梁底或者側(cè)面設(shè)置一定的細(xì)石材混凝土，也就使得主梁截面的高度和配筋量同步增加，結(jié)構(gòu)承載力得以增強(qiáng)。采用這種處理方式，由于很多作業(yè)是在梁板底下開展的，施工的技術(shù)難度相對較高。

3.5體外預(yù)應(yīng)力加固法

體外預(yù)應(yīng)力加固法在橋梁工程加固中也非常有效，這是一種新型的加固方法，結(jié)構(gòu)加固中主要利用的是高強(qiáng)鋼筋或者型鋼等特殊性能的材料，對于橋梁中需要加固的結(jié)構(gòu)部位，在構(gòu)件體外增設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿或者撐桿，不僅可以有效提升原有構(gòu)件的承載力和截面剛度，更可以使得原有構(gòu)件的裂縫寬度和撓度有所減小，使得構(gòu)件的抗裂能力得以增強(qiáng)。

4結(jié)語

現(xiàn)階段，我國的很多橋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，這種橋梁結(jié)構(gòu)中有效使用了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，克服了傳統(tǒng)混凝土技術(shù)下的結(jié)構(gòu)缺陷。但因為預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用時需考慮的因素眾多，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)檢測和加固尤為重要，因此需通過科學(xué)的檢測和加固技術(shù)來提高橋梁的結(jié)構(gòu)性能。

參考文獻(xiàn)

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[3]胡勇.淺談公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的檢測與加固[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（36）：32.

[4]牟風(fēng)芹，鞠一帆.公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的檢測與加固[J].工程技術(shù)研究，2020，59（3）：95-96.

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收稿日期：2020-12-10

作者簡介：盧光（1986—），男，浙江溫州人，本科，工程師，研究方向：道橋加固。

Research on Detection and Reinforcement Technology of Prestressed Concrete Bridge

LU Guang1，ZHANG Shu2

（1.Zhejiang Changhe Muqiao Engineering Technology Co.， Ltd. Zhejiang Taizhou 318000;

2.Road and Transportation Management Center， Tiantai County， Taizhou Zhejiang 317200）

Abstract：In recent years， the advantages of prestressing technology have become increasingly prominent in the field of highway and bridge engineering. In engineering structures， people are more and more inclined to use prestressing technology to design structures. For prestressed concrete bridge engineering， the application of various detection techniques can effectively obtain the problems existing in prestressed concrete structures and further improve the performance of bridges. However， there are still many technical problems in the application of prestressed concrete bridge detection and reinforcement technology in bridge engineering， and it is necessary to increase technological innovation in the future. Based on this， this paper focuses on the application of prestressed concrete bridge detection and reinforcement technology， which has certain guiding significance for the evaluation and maintenance of bridge structure performance.

Keywords： prestressed concrete bridge; detection; reinforcement technology